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基于多分迭代的条纹投影运动三维测量技术
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作者 刘芳玲 赵爽 +4 位作者 李政德 周哲海 凌帅帅 昝慧新 胡国庆 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期106-111,共6页
条纹投影三维感知技术因其精度高、设备简单和点云稠密等优势被广泛应用于物体检测和三维测量中。然而,当测量动态物体时,由于物体在条纹投影中所处的位置不同,会引入未知的相移,进而产生运动误差。基于此,提出了一种基于迭代优化的算... 条纹投影三维感知技术因其精度高、设备简单和点云稠密等优势被广泛应用于物体检测和三维测量中。然而,当测量动态物体时,由于物体在条纹投影中所处的位置不同,会引入未知的相移,进而产生运动误差。基于此,提出了一种基于迭代优化的算法减小运动误差。首先通过分布直方图表征运动误差的水平,在一个大区间内对运动偏移量进行粗定位。然后,找到误差值最小的两个区间,并针对小区域进行细化,以确定精确的偏移量。实验结果表明,当运动速度为4.67 mm/s时,提出的方法相较于误差补偿之前提高了83.62%。 展开更多
关键词 条纹投影 运动误差 迭代优化
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太赫兹折叠波导慢波电路及功率合成技术
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作者 向怀鑫 缪旻 +1 位作者 李振松 边兴旺 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期63-68,共6页
针对太赫兹频段行波管输出功率较小的瓶颈以及对紧凑型设计的明确需求,提出一种管内功率合成的0.34 THz折叠波导行波管结构。首先,对太赫兹折叠波导慢波结构的高频特性进行了研究,通过仿真计算得到了其色散特性和耦合阻抗,0.34 THz处归... 针对太赫兹频段行波管输出功率较小的瓶颈以及对紧凑型设计的明确需求,提出一种管内功率合成的0.34 THz折叠波导行波管结构。首先,对太赫兹折叠波导慢波结构的高频特性进行了研究,通过仿真计算得到了其色散特性和耦合阻抗,0.34 THz处归一化相速度为0.248,耦合阻抗为0.46Ω;其次,提出了用于管内功率合成的3 dB定向耦合器结构设计,分析表明,其在0.31~0.368 THz范围内,幅度平衡度在±0.19 dB以内,隔离度优于24 dB;最后,完成了基于3 dB定向耦合器管内功率合成的折叠波导行波管基本结构设计并构建了仿真模型,仿真结果表明,最大输出功率为9.16 W,增益为26.6 dB,3 dB带宽达到21 GHz。作为对比,单个折叠波导行波管输出功率为6.18 W,故管内合成的折叠波导行波管的输出功率是单个行波管输出功率的1.48倍;此外,与采用常规外置功率合成结构的双行波管组件设计相比,管内功率合成折叠波导行波管的横向尺寸至少缩减了56.5%。 展开更多
关键词 太赫兹(THz) 折叠波导行波管 3 dB定向耦合器 功率合成 注-波互作用
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2μm激光消融技术在生物组织中的应用
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作者 张誉 张雯 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2024年第4期1-12,共12页
激光因其能量集中、稳定性好、易于使用等优点,越来越多地被应用于生物医疗领域。近年来,2μm激光凭借着高水分子吸收系数的优势成为生物组织消融和碎石手术的理想选择,具有极大的应用前景。简要阐述了激光消融生物组织的光分布与光传... 激光因其能量集中、稳定性好、易于使用等优点,越来越多地被应用于生物医疗领域。近年来,2μm激光凭借着高水分子吸收系数的优势成为生物组织消融和碎石手术的理想选择,具有极大的应用前景。简要阐述了激光消融生物组织的光分布与光传热机制,介绍了2μm激光在体外组织、体内组织和碎石手术中的应用,总结了激光功率、工作模式、脉冲频率等对不同生物组织目标的影响,得出掺铥光纤激光器具有在激光消融领域替代掺钬钇铝石榴石(Ho:YAG)激光器潜力的结论。最后,讨论了掺铥光纤激光器在生物医疗领域发展的主要问题和趋势。 展开更多
关键词 激光消融 激光碎石 2ΜM激光 掺铥光纤激光器
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内嵌金属柱在LTCC微流道基板中的散热性能
4
作者 王晗 李振松 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2025年第1期111-116,共6页
在集成散热微流道的低温共烧陶瓷(low-temperature co-fired ceramics,LTCC)封装基板中引入内嵌金属柱(embedded metal columns,EMCs)作为导热增强结构,是提升封装体散热性能的重要改进措施。基于已有的理论分析与试验研究结果,结合工... 在集成散热微流道的低温共烧陶瓷(low-temperature co-fired ceramics,LTCC)封装基板中引入内嵌金属柱(embedded metal columns,EMCs)作为导热增强结构,是提升封装体散热性能的重要改进措施。基于已有的理论分析与试验研究结果,结合工艺条件,分析内嵌金属柱截面形状、长度、直径和流体入口流速对其散热性能的影响。通过正交试验设计,在有限元仿真软件中建立带有内嵌金属柱的LTCC微流道基板的热仿真模型,并对得到的热仿真数据进行极差与方差分析。研究结果表明,影响内嵌金属柱散热性能的因素由大到小依次为流体流速、内嵌金属柱截面形状、内嵌金属柱直径以及内嵌金属柱长度;在置信度为90%的情况下,流体入口流速、内嵌金属柱截面形状和直径均对其散热性能有显著影响,内嵌金属柱长度对其散热性能无显著影响。 展开更多
关键词 正交试验设计 散热性能 微流道 内嵌金属柱 低温共烧陶瓷
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中红外外腔可调谐窄线宽量子级联激光器设计
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作者 贾涵 袁配 +6 位作者 张东亮 张诗雅 崔锦涛 杜舒豪 刘铭 成步文 郑军 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第3期192-202,共11页
可调谐量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)在自由空间光通信、光谱检测等领域具有重要的应用前景。然而针对分布式反馈QCL存在的掩埋光栅二次外延工艺繁琐、表面光栅耦合效果不佳,以及光栅耦合不利于器件集成化、微型化等问题,... 可调谐量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)在自由空间光通信、光谱检测等领域具有重要的应用前景。然而针对分布式反馈QCL存在的掩埋光栅二次外延工艺繁琐、表面光栅耦合效果不佳,以及光栅耦合不利于器件集成化、微型化等问题,提出利用硅基锗集成波导与F-P腔QCL混合集成来实现波长可调谐和窄线宽输出的方案,对中心波长4.6μm的可调谐QCL的硅基集成外腔部分进行了设计优化。通过时域有限差分法仿真,系统地分析了微环谐振器半径、耦合长度和耦合间隔等结构参数对中心波长偏移和透射率的影响。研究表明,微环谐振器耦合间隔的减小会显著影响输出光谱透射率和耦合系数,而耦合长度的增加则会影响输出光谱透射率并使中心波长向长波方向移动。此外,分析了Sagnac环形反射镜的耦合间隔对耦合系数和反射率的影响,结果表明耦合间隔的减小会导致反射率的增加。最后通过改变波导材料有效折射率,仿真模拟了调谐性能。最终确定当自由光谱范围为20 nm、线宽为0.18 nm时的微环谐振器的半径为41.5μm,耦合长度为4μm,耦合间隔为0.15μm;反射率为0.7时的反射镜的耦合长度为60μm,耦合间隔为0.345μm,相关参数和研究结论为实际器件制备提供了理论依据。 展开更多
关键词 量子级联激光器 可调谐 时域有限差分法仿真 微环谐振器 Sagnac环形反射镜
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光纤气泡压力传感特性测试及误差分析 被引量:3
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作者 张雯 李昊业 +2 位作者 何巍 董明利 祝连庆 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第12期142-148,共7页
针对临床心脏固定器吸附压力的监测问题,提出一种全单模光纤气泡法布里珀罗(Fabry-Perot,FP)结构的压力传感器件,并对其压力传感特性进行测试研究和误差分析。建立光纤气泡的压力传感模型,通过化学腐蚀结合电弧放电技术实现光纤气泡结... 针对临床心脏固定器吸附压力的监测问题,提出一种全单模光纤气泡法布里珀罗(Fabry-Perot,FP)结构的压力传感器件,并对其压力传感特性进行测试研究和误差分析。建立光纤气泡的压力传感模型,通过化学腐蚀结合电弧放电技术实现光纤气泡结构的制备。针对压力测试的实验要求,设计并分析不同进气孔位的流场特性,优化密闭腔体结构。搭建气路系统,对光纤气泡结构进行压力传感特性测试,分析重复测量条件下器件的灵敏度和线性度,并进行误差分析。实验室数据表明:正压0.1~0.2 MPa测试范围内,光纤气泡灵敏度为2.56 nm/MPa;负压-5^-30 kPa测试范围内,光纤气泡灵敏度为1.72 nm/MPa,线性拟合度整体优于0.9。该文可为光纤传感器在心脏固定器吸附压力监测问题中的应用提供一定的前期参考。 展开更多
关键词 光纤气泡 化学腐蚀 精密熔接 压力传感 误差分析
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基于法布里-珀罗干涉的光纤倾角传感技术研究 被引量:1
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作者 王帅 吴越 +3 位作者 宋言明 李红 孟凡勇 祝连庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1492-1497,共6页
提出一种基于法布里—珀罗(Fabry-Perot,F-P)干涉的光纤倾角传感器,该传感器由单模光纤和毛细管组成。首先,分析光纤干涉原理和倾角传感原理;然后,制作封装光纤倾角传感器;最后,完成光纤F-P传感器倾斜实验,通过对采集得到的数据分析得... 提出一种基于法布里—珀罗(Fabry-Perot,F-P)干涉的光纤倾角传感器,该传感器由单模光纤和毛细管组成。首先,分析光纤干涉原理和倾角传感原理;然后,制作封装光纤倾角传感器;最后,完成光纤F-P传感器倾斜实验,通过对采集得到的数据分析得到传感器倾角的响应特性,并进行温度实验探究温度对传感器波长漂移的影响。实验结果表明:在0°~10°测量范围内,测量角度和反射波长呈线性关系,倾角灵敏度为0.2031 nm/°,线性度为0.99707;在45~49℃温度范围内,温度灵敏度为4.777 nm/℃,线性度为0.99934。该传感器具有结构简单、成本低、灵敏度高等特点,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 光纤传感器 法布里—珀罗干涉 光纤倾角传感 光纤温度传感
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系统封装高速链路中跨层信号通路与配电网络协同分析
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作者 李涛 缪旻 《固体电子学研究与进展》 2025年第1期59-66,共8页
针对高速链路信号通路中典型的垂直过孔互连结构和配电网络电源/地平面对的信号完整性(Signal integrity, SI)与电源完整性(Power integrity, PI)问题进行了研究,分析了其电磁耦合机理,提出了一种流程相对简单、资源开销小、建模效率高... 针对高速链路信号通路中典型的垂直过孔互连结构和配电网络电源/地平面对的信号完整性(Signal integrity, SI)与电源完整性(Power integrity, PI)问题进行了研究,分析了其电磁耦合机理,提出了一种流程相对简单、资源开销小、建模效率高的协同分析方法。以在研的某型复合陶瓷SiP样品中信号通路和配电网络结构的设计为例,对所提出的协同分析方法的有效性进行了验证。 展开更多
关键词 协同分析 信号完整性 电源完整性 高速链路 系统封装
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三光束干涉光纤法布里珀罗结构及其双参数测试研究 被引量:5
9
作者 郝家祺 张雯 +2 位作者 何巍 董明利 祝连庆 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第12期22-27,共6页
该文提出一种全单模光纤的三光束干涉光纤法布里珀罗结构传感器。对三光束干涉光纤法布里珀罗结构传感原理进行分析,并阐述三光束干涉结构的温度、折射率双参数传感机理。空气腔结构使用熔接机电弧放电制作,结合光纤精密切割技术将一端... 该文提出一种全单模光纤的三光束干涉光纤法布里珀罗结构传感器。对三光束干涉光纤法布里珀罗结构传感原理进行分析,并阐述三光束干涉结构的温度、折射率双参数传感机理。空气腔结构使用熔接机电弧放电制作,结合光纤精密切割技术将一端尾纤切平,形成三光束干涉光纤法布里珀罗结构。设计并搭建实验系统对温度和折射率进行测试,测温范围为30~100℃,该传感器温度灵敏度为8.17 pm/℃,线性度可达0.9983。折射率的测量范围为1.3316~1.3430时,该传感器灵敏度为-49.9 dB/RIU,线性度为0.9856,当折射率测量范围为1.3430~1.3551时,折射率灵敏度为-21.6 dB/RIU,此时的线性度为0.9735。实验结果表明,该传感器可用于温度和折射率的双参数精确测量。 展开更多
关键词 光纤传感器 三光束干涉 电弧放电 温度测量 折射率测量
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光镊技术在单细胞和单分子特性检测中的研究进展 被引量:2
10
作者 熊涛 王子奇 +1 位作者 刘乂铭 周哲海 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第12期7-17,共11页
光镊是一种高分辨率的光学操控技术,自诞生以来就广泛应用于生物研究领域,对单细胞和单分子的相关研究起了关键作用。随着近些年对光镊技术的不断改进,一些新方法已经用于单细胞和单分子的研究。综述了近些年光镊在单细胞操控、细胞间... 光镊是一种高分辨率的光学操控技术,自诞生以来就广泛应用于生物研究领域,对单细胞和单分子的相关研究起了关键作用。随着近些年对光镊技术的不断改进,一些新方法已经用于单细胞和单分子的研究。综述了近些年光镊在单细胞操控、细胞间相互作用、红细胞力学特性研究领域的最新进展和光镊技术在单分子特性检测中的最新应用成果,以及光镊拉曼技术和光镊结合微流控技术的最新应用实例。最后,分析了光镊目前的发展现状并对光镊技术未来的发展提出了展望分析。 展开更多
关键词 光镊 生物细胞 单分子 拉曼光镊 微流控
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拉曼光镊技术的研究进展及应用
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作者 王子奇 熊涛 +2 位作者 刘乂铭 刘豫东 周哲海 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第11期8-17,共10页
拉曼光镊技术(laser Tweezers Raman Spectroscopy,LTRS)将光镊与拉曼光谱技术相结合,实现了在液相环境中对单个微纳微粒的操控和生化分析,具有非常重要的应用价值。综述了拉曼光镊技术的研究进展与最新应用,包括拉曼光镊系统的构建与优... 拉曼光镊技术(laser Tweezers Raman Spectroscopy,LTRS)将光镊与拉曼光谱技术相结合,实现了在液相环境中对单个微纳微粒的操控和生化分析,具有非常重要的应用价值。综述了拉曼光镊技术的研究进展与最新应用,包括拉曼光镊系统的构建与优化,拉曼光镊技术在生物医学、环境科学领域中的应用,以及拉曼光镊技术与人工智能相结合的最新发展及应用。最后,总结分析了拉曼光镊技术在实际应用中的不足与局限性,并对其未来的发展进行了展望。 展开更多
关键词 光镊 拉曼光谱 LTRS 生物医学 环境科学 人工智能
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微系统用锁相环内建自测试电路的设计与实现
12
作者 张丹娅 缪旻 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2023年第5期52-59,共8页
针对微系统中锁相环(phase-locked loop, PLL)输出时钟信号抖动测量精度问题,提出了一种改进的边沿对齐欠采样抖动测量技术。在Simulink中对锁相环电路及其信号抖动进行建模仿真,模拟出真实工作环境的待测时钟信号。构建可集成于微系统... 针对微系统中锁相环(phase-locked loop, PLL)输出时钟信号抖动测量精度问题,提出了一种改进的边沿对齐欠采样抖动测量技术。在Simulink中对锁相环电路及其信号抖动进行建模仿真,模拟出真实工作环境的待测时钟信号。构建可集成于微系统内部的,基于边沿对齐的周期抖动测量内建自测试(built in self-test, BIST)电路,记录跳变过渡区的全部不稳定区域,实现对锁相环电路的原位监测。从抖动值、测量分辨率和待测信号频率三个方面,对测量结果和仿真结果进行对比。结果表明,待测信号频率为1 GHz时,周期抖动的测量误差为2.45%。在需要高频率时钟信号的微系统中,所搭建的内建自测试电路能够在较高测量分辨率下实现精度较高的抖动测量。 展开更多
关键词 微系统 锁相环 内建自测试电路 周期抖动
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基于改进YOLOv3-SPP算法的道路车辆检测 被引量:4
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作者 王涛 冯浩 +4 位作者 秘蓉新 李林 何振学 傅奕茗 吴姝 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期68-78,共11页
针对在城市道路场景下视觉检测车辆时,车辆密集和远处车辆呈现小尺度,导致出现检测精度低或者漏检的问题,提出了一种基于改进的YOLOv3-SPP算法,对激活函数进行优化,以DIOU-NMS Loss作为边界框损失函数,增强网络的表达能力。为提高所提... 针对在城市道路场景下视觉检测车辆时,车辆密集和远处车辆呈现小尺度,导致出现检测精度低或者漏检的问题,提出了一种基于改进的YOLOv3-SPP算法,对激活函数进行优化,以DIOU-NMS Loss作为边界框损失函数,增强网络的表达能力。为提高所提算法对小目标和遮挡目标的特征提取能力,引入空洞卷积模块,增大目标的感受野。实验结果表明,所提算法在检测车辆目标时m AP提高了1.79%,也有效减少了在检测紧密车辆目标时出现的漏检现象。 展开更多
关键词 车辆检测 YOLOv3-SPP算法 激活函数 空洞卷积 深度学习
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基于FBG的微小型三轴振动传感器研究 被引量:4
14
作者 唐翔 吴俊 +2 位作者 黎琪慧 辛璟焘 董明利 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期197-205,共9页
为了研制一种微小型、三轴测量的高灵敏度振动传感器,提出一种分立元件交错组合的超紧凑光纤光栅三轴振动传感器设计方法。采用分立元件组合设计方法降低了设计加工难度,与一体化设计对比,分立元件组合结构的零件结构简单、易于加工、... 为了研制一种微小型、三轴测量的高灵敏度振动传感器,提出一种分立元件交错组合的超紧凑光纤光栅三轴振动传感器设计方法。采用分立元件组合设计方法降低了设计加工难度,与一体化设计对比,分立元件组合结构的零件结构简单、易于加工、结构设计也更为灵活,缩短了传感器结构的优化迭代周期。通过理论模型分析和有限元仿真,优化传感器结构参数,最终封装完成的尺寸为15 mm×15 mm×15 mm,质量约为24.26 g。最后进行实验测试和传感器性能分析。实验结果表明:该传感器的工作频段为0~1 200 Hz,在X、Y、Z轴方向的固有频率分别为1 850 Hz、1 770 Hz和1 860 Hz,三个轴向的灵敏度分别达到77.37 pm/g、80.73 pm/g和75.04 pm/g,横向抗干扰小于5%。该传感器满足航天振动测量轻量化、工作范围和灵敏度的应用需求,在遥感卫星微振动测量等领域具有重要应用前景。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 三轴振动传感器 微型化 高灵敏度
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光纤光栅传感器在遥感相机强振动环境监测系统的应用 被引量:1
15
作者 刘朋朋 吴俊 +3 位作者 丁锴铖 辛璟焘 吕峥 孙世君 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期160-174,共15页
为验证光纤光栅传感器在强振动环境下对遥感相机进行多点分布式测量的可行性及精度,实现光纤布拉格光栅(FBG)在空间遥感器振动传感领域的应用。首先对光学遥感相机构建有限元仿真模型,进行模态分析、振动响应分析。设计实施了系统级装... 为验证光纤光栅传感器在强振动环境下对遥感相机进行多点分布式测量的可行性及精度,实现光纤布拉格光栅(FBG)在空间遥感器振动传感领域的应用。首先对光学遥感相机构建有限元仿真模型,进行模态分析、振动响应分析。设计实施了系统级装机环境下光纤光栅传感器与相机不同部位、形式、材料的连接工艺,提出一种使用光纤光栅传感器对遥感相机进行单光纤多点分布测量的试验方法,开展正弦振动和随机振动试验。经光纤光栅传感器测量结果与标准压电式振动传感器测量结果的对比,正弦振动加速度响应测量的最大误差为3.25%,随机振动均方根加速度响应测量的最大误差为3.14%,测量值吻合良好,拟合精度均达到0.99;仿真分析结果与测量结果的拟合精度达到0.97,具有较好的一致性。可见,光纤光栅传感器在强振动环境下对相机进行多点分布式加速度测量的精度高、可行,满足系统监测要求,为光纤光栅传感在空间遥感器强振动响应的高精度测量应用提供借鉴。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 多点分布 强振动 遥感相机 仿真模型 试验验证
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基于沉积温度的氧化铟锡微结构调控及性能 被引量:2
16
作者 马可欣 曹丽莉 +6 位作者 罗飞 周海涛 王瑶 罗炳威 徐毅 刘松 孙坤 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期11-18,共8页
为提高薄膜热电偶在航空发动机高温零部件表面瞬时测温的性能,采用直流磁控溅射法制备氧化铟锡(ITO)薄膜。通过沉积温度变化调控薄膜的微结构,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、塞贝克测试仪、纳米划痕测试仪等分别表征薄膜的微观结... 为提高薄膜热电偶在航空发动机高温零部件表面瞬时测温的性能,采用直流磁控溅射法制备氧化铟锡(ITO)薄膜。通过沉积温度变化调控薄膜的微结构,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、塞贝克测试仪、纳米划痕测试仪等分别表征薄膜的微观结构、表面形貌、热电性能及界面结合力。结果表明:沉积温度直接决定溅射原子的表面扩散、生长能力及ITO载流子迁移率,从而改善其结晶性和热电性能。沉积温度为450℃时,ITO薄膜表面呈三角形晶粒形貌,薄膜中In_(2)O_(3)沿(400)择优取向,相比低温沉积的薄膜展现出优异的结晶性,界面结合力达到10.89 mN,同时ITO功率因子显著提高,在900℃测试温度下功率因子约为400μW/(m·K^(2)),表现出较好的热电性能和高温结构稳定性。 展开更多
关键词 ITO薄膜 薄膜热电偶 沉积温度 热电性能
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一种抑制封装中电源噪声的新型电磁带隙结构 被引量:1
17
作者 李津 缪旻 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2024年第1期1-6,共6页
面向高密度集成系统级封装中同步开关噪声引起的电源完整性问题,设计了一种新型电磁带隙结构。该结构由互补开口谐振环单元结构和类L-bridge型的单元间连桥结构形成,刻蚀缝隙以降低贴片的有效电容,增大连桥长宽比以增加贴片的有效电感... 面向高密度集成系统级封装中同步开关噪声引起的电源完整性问题,设计了一种新型电磁带隙结构。该结构由互补开口谐振环单元结构和类L-bridge型的单元间连桥结构形成,刻蚀缝隙以降低贴片的有效电容,增大连桥长宽比以增加贴片的有效电感。采用电磁全波仿真软件HFSS对所提出结构进行建模与仿真。仿真结果表明,以抑制深度-40 dB为标准,能够达到12.9 GHz的超宽禁带,明显优于常规电磁带隙结构,可以更好地抑制同步开关噪声。 展开更多
关键词 系统级封装 同步开关噪声 电源完整性 电磁带隙结构
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FBG反射谱数据滑动相关滤波算法设计与实现
18
作者 马嘉仪 张旭 +2 位作者 李红 朱云鸿 董明利 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期146-158,共13页
针对光纤光栅解调系统中现有滤波算法计算速度与滤波效果难以兼顾的问题,提出了一种基于滑动相关滤波的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)反射谱滤波方法并在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上实现算法加... 针对光纤光栅解调系统中现有滤波算法计算速度与滤波效果难以兼顾的问题,提出了一种基于滑动相关滤波的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)反射谱滤波方法并在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上实现算法加速设计。该算法根据FBG半峰全宽确定高斯函数二阶导数的标准差,用函数的负数作为滤波模板权重,通过滑动数据窗口进行反射谱数据与滤波模板的相关计算,从而实现滤波操作。使用该算法处理含高斯噪声、坏点和基线的仿真数据,验证了该方法对多种异常反射谱数据处理的有效性,并与其他下位机滤波算法进行对比分析,该算法能较好地保留原始数据特征,有较好的鲁棒性,信噪比最高提升28.23dB,中心波长平均偏差和偏差标准差最小,分别为1.712 pm和2.996pm。同时在FPGA片上平台实现了该算法,采用循环队列策略设计存储器,提高了存储器使用率,降低了资源消耗。实验表明,该算法可以有效校正多种异常FBG反射谱,在100MHz系统时钟下处理一个反射谱数据所需时间仅5.09μs,易于实现工程化应用,克服了下位机现有滤波算法对FBG反射谱中坏点、基线抑制作用较差和滤波后信号变形的问题,实现了FBG反射谱滑动相关滤波算法的加速设计。 展开更多
关键词 滑动相关滤波 光纤光栅传感 FBG滤波 FPGA
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铰链互补结构的宽频段高灵敏度光纤光栅振动传感器
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作者 鲜中泽 辛璟焘 +2 位作者 黎琪慧 唐翔 董明利 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期242-250,共9页
针对振动传感器工作频段与灵敏度相互制约的问题,设计了一种基于铰链互补结构的宽频段高灵敏度光纤光栅振动传感器。将两个“工作区”与谐振峰互补的振动传感单元进行组合,在保证高灵敏度测量的同时,扩展了传感器的工作频率范围。首先... 针对振动传感器工作频段与灵敏度相互制约的问题,设计了一种基于铰链互补结构的宽频段高灵敏度光纤光栅振动传感器。将两个“工作区”与谐振峰互补的振动传感单元进行组合,在保证高灵敏度测量的同时,扩展了传感器的工作频率范围。首先建立了传感单元的结构模型,通过力矩平衡方程,得出了影响传感器灵敏度和固有频率的因素,然后使用Ansys与SolidWorks联合仿真,优化了传感器结构参数,最后制作了传感器实物,搭建封装和测试系统完成封装和特性测试。实验结果表明:两个传感单元的谐振峰位于650Hz和925Hz,分别与传感单元2和传感单元1的“工作区”互补,将工作频率范围扩展到0~1500Hz,灵敏度优于410.4pm/g,测量分辨率为0.16mg。文中所设计的传感器具有灵敏度高、工作频段宽等优点,为微振动监测提供新的技术手段。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 振动传感器 高灵敏度 宽频段
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一种面向112 Gb/s PAM4接收机的自适应均衡设计方案
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作者 刘雪娜 李振松 +1 位作者 闻豪 缪旻 《电讯技术》 北大核心 2024年第6期960-966,共7页
提出了一种适用于超短距离(Very Short Reach,VSR)信道、面向112 Gb/s PAM4(Pulse Amplitude Modulation 4)接收机的自适应均衡设计方案。在该方案中,接收机前端利用3个连续时间线性均衡器(Continuous Time Linear Equalizer,CTLE)对信... 提出了一种适用于超短距离(Very Short Reach,VSR)信道、面向112 Gb/s PAM4(Pulse Amplitude Modulation 4)接收机的自适应均衡设计方案。在该方案中,接收机前端利用3个连续时间线性均衡器(Continuous Time Linear Equalizer,CTLE)对信号分别在高频、中频和低频进行补偿,可变增益放大器(Variable Gain Amplifier,VGA)和饱和放大器(Saturation Amplifier,SatAmp)则用于对信号幅值的缩放。除了3个数据采样器外,引入4个辅助采样器用于进一步改善阈值自适应算法性能。同时,采用符号最小均方算法,利用接收端数据采样器和辅助采样器之间的偏移推动辅助参考电压收敛到信号星座电平,从而确保PAM4接收信号的眼图在垂直方向上3个眼睛具有相等的间隔和恒定的信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)。仿真结果表明,所提出的112 Gb/s PAM4接收机能够在损耗为15 dB的信道上实现小于10~(-12)的误码率,并且具有良好的眼图性能,其最差眼高为75 mV,眼宽为0.34 UI(Unit Interval),与传统方案相比具有显著的性能提升。 展开更多
关键词 PAM4接收机 判决反馈均衡器 超短距离信道 连续时间线性均衡器 自适应算法
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